Machineselectie op laadvermogen, kabeldoorsnede en stroom: principes en formules voor berekeningen

Voor de organisatie van een feilloos functionerende interne stroomvoorziening is het nodig om afzonderlijke vestigingen toe te wijzen. Elke lijn moet zijn uitgerust met een eigen beveiligingsapparaat dat de kabelisolatie beschermt tegen versmelting. Niet iedereen weet echter welk apparaat hij moet kopen. Ben je het ermee eens?

U leert alles over de keuze van machines op basis van laadvermogen in het artikel dat we hebben gepresenteerd. We zullen u vertellen hoe u de classificatie voor een stroomonderbreker van de vereiste klasse kunt bepalen. Rekening houdend met onze aanbevelingen garandeert de aankoop van de vereiste apparaten die bedreigende situaties tijdens de werking van de bedrading kunnen elimineren.

Stroomonderbrekers voor binnenlandse netwerken

Elektriciteitsleveringsorganisaties zorgen voor de aansluiting van huizen en appartementen, en werken aan het aansluiten van de kabel op het schakelbord. Alle activiteiten voor de installatie van bedrading in de kamer worden uitgevoerd door de eigenaren of door ingehuurde specialisten.

Om een ​​automatische machine te kiezen om elk afzonderlijk circuit te beschermen, moet u de classificatie, klasse en enkele andere kenmerken kennen.

Sleutelparameters en classificatie

Huishoudelijke machines zijn geïnstalleerd bij de ingang van een laagspannings-elektrisch circuit en ze zijn ontworpen om de volgende problemen op te lossen:

• handmatig of elektronisch in- of uitschakelen van het elektrische circuit;
• circuitbeveiliging: black-out met een lichte langdurige overbelasting;
• circuitbeveiliging: onmiddellijke stroomonderbreking tijdens kortsluiting.

Elke schakelaar heeft een kenmerk uitgedrukt in ampère, dat wordt genoemd nominale stroom (Ik_n) of "nominale waarde".

De essentie van deze waarde is gemakkelijker te begrijpen met behulp van de overtollige coëfficiënt:

K = ik / ik_n,

waar ik de echte huidige kracht ben.

• K <1,13: verbinding (trip) zal niet binnen 1 uur plaatsvinden;
• K> 1.45: uitschakeling zal binnen 1 uur plaatsvinden.

Deze parameters zijn vastgelegd in clausule 8.6.2. GOST R 50345-2010.Om erachter te komen hoelang een rit bij K> 1,45 zal plaatsvinden, moet u een grafiek gebruiken die de tijdstroomkarakteristiek van een bepaald machinemodel weergeeft.

Als de stroom de nominale waarde van de stroomonderbreker 2 keer overschrijdt, zal de opening plaatsvinden in een periode van 8 seconden tot 4 minuten. De reactiesnelheid is afhankelijk van de modelinstelling en de omgevingstemperatuur.

Elk type stroomonderbreker heeft ook een stroombereik (Ik_een), waarin het instant trip-mechanisme wordt geactiveerd:

• klasse "B": ik_een = (3 * ik_n .. 5 * ik_n];
• klasse "C": ik_een = (5 * ik_n .. 10 * ik_n];
• klasse "D": ik_een = (10 * ik_n .. 20 * ik_n].

Apparaten van het type "B" worden voornamelijk gebruikt voor lijnen met een aanzienlijke lengte. Stroomonderbrekers van klasse "C" worden gebruikt in woon- en kantoorpanden, en apparaten met de markering "D" beschermen circuits met apparatuur met een grote startstroomcoëfficiënt.

De standaardlijn van huishoudelijke apparaten bevat apparaten met een classificatie van 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 en 63 A.

Het ontwerp van de releases

In modern stroomonderbreker Er zijn twee soorten releases: thermisch en elektromagnetisch.

De bimetaalafgifte heeft de vorm van een plaat gemaakt van twee geleidende metalen met verschillende thermische uitzetting. Een dergelijk ontwerp, met langdurige overschrijding van de nominale waarde, leidt tot verwarming van het onderdeel, het buigen en het activeren van het circuitopeningsmechanisme.

Bij sommige machines kunt u met behulp van de stelschroef de stroom wijzigen waarbij de trip plaatsvindt. Voorheen werd deze techniek vaak gebruikt om het apparaat te "finetunen", maar deze procedure vereist diepgaande gespecialiseerde kennis en verschillende tests.

Door de stelschroef (gemarkeerd in een rode rechthoek) linksom te draaien, kunt u een langere reactietijd voor de thermische ontgrendeling bereiken

Nu op de markt kunt u veel modellen met standaardbeoordelingen van verschillende fabrikanten vinden, waarvan de tijdstroomkenmerken enigszins verschillen (maar tegelijkertijd voldoen aan de wettelijke vereisten). Daarom is het mogelijk om een ​​machine te kiezen met de noodzakelijke "fabrieks" instellingen, wat het risico op foutieve kalibratie elimineert.

Een elektromagnetische ontgrendeling voorkomt oververhitting van de lijn als gevolg van kortsluiting. Het reageert bijna onmiddellijk, maar tegelijkertijd moet de waarde van de huidige sterkte meerdere keren hoger zijn dan de nominale waarde. Structureel is dit onderdeel een solenoïde. Overstroom genereert een magnetisch veld dat de kern beweegt en het circuit opent.

Naleving van de principes van selectiviteit

In aanwezigheid van een vertakt elektrisch circuit is het mogelijk om de beveiliging zodanig in te richten dat bij kortsluiting alleen die tak waarop een noodsituatie zich voordoet, wordt uitgeschakeld. Hiervoor wordt het selectiviteitsprincipe van schakelaars gebruikt.

Visueel diagram dat het werkingsprincipe toont van een systeem van stroomonderbrekers met een geïmplementeerde functie van selectiviteit (selectiviteit) in geval van kortsluiting

Om selectieve uitschakeling te garanderen, zijn automatische apparaten met onmiddellijke uitschakeling op de onderste treden geïnstalleerd, waardoor het circuit in 0,02 - 0,2 seconden wordt geopend. De stroomonderbreker, die zich op een hoger niveau bevindt, heeft een uitschakelvertraging van 0,25 - 0,6 s of is gemaakt volgens een speciaal "selectief" circuit in overeenstemming met DIN VDE 0641-21.

Voor gegarandeerde veiligheid selectieve bediening van automatische machines het is beter om machines van één fabrikant te gebruiken. Voor stroomonderbrekers van een enkele modelreeks zijn er selectiviteitstabellen die mogelijke combinaties aangeven.

Eenvoudige installatieregels

Het deel van het circuit dat moet worden beveiligd met een stroomonderbreker kan een- of driefasig zijn, een neutrale en een PE-draad (aarde) hebben. Daarom hebben de machines 1 tot 4 polen, die een geleidende kern leiden.Wanneer er voorwaarden worden gecreëerd voor uitschakeling, worden alle contacten tegelijkertijd verbroken.

De machines in het schild zijn gemonteerd op een speciaal ontworpen DIN-rail. Het biedt een compacte en veilige verbinding en gemakkelijke toegang tot de switch.

De machines worden als volgt geïnstalleerd:

• unipolair per fase;
• bipolair voor fase en neutraal;
• driepolig in 3 fasen;
• vierpolig in 3 fasen en neutraal.

Het is verboden het volgende te doen:

• installeer enkelpolige stroomonderbrekers op neutraal;
• steek PE-draad in de machine;
• installeer drie enkelpolige apparaten in plaats van één driepolige stroomonderbreker als ten minste één driefasige verbruiker op het circuit is aangesloten.

Al deze vereisten zijn beschreven in de EMP en moeten worden nageleefd.

In elk huis of elke kamer waarop elektriciteit is aangesloten, is een inleidende machine geïnstalleerd. De waarde wordt bepaald door de leverancier en deze waarde is vastgelegd in het contract voor de aansluiting van elektriciteit. Het doel van een dergelijke schakelaar is om de sectie te beschermen tegen de transformator voor de consument.

Na de inleidende machine wordt een teller aangesloten op de lijn (een- of driefasig) en reststroom apparaat, waarvan de functies verschillen van de werking van een stroomonderbreker en differentiaalschakelaar.

Als de kamer is aangesloten op meerdere circuits, wordt elk van hen beschermd door een afzonderlijke machine, waarvan de kracht aangegeven op de markering. Hun classificaties en klassen worden bepaald door de eigenaar van het pand, rekening houdend met de bestaande bedrading of de kracht van de aangesloten apparaten.

Een elektriciteitsmeter en stroomonderbrekers zijn geïnstalleerd in een schakelbord dat aan alle veiligheidseisen voldoet en gemakkelijk in het interieur van een kamer kan worden geïntegreerd

Bij het kiezen van een plaats om te plaatsen schakelbord er moet aan worden herinnerd dat de luchttemperatuur de eigenschappen van de thermische vrijgave beïnvloedt. Daarom is het raadzaam om een ​​rail met machines in de kamer te hebben.

Berekening van de vereiste nominale waarde

De belangrijkste beschermende functie van de stroomonderbreker strekt zich uit tot de bedrading, dus de classificatie wordt uitgevoerd langs de kabeldoorsnede. In dit geval moet het hele circuit zorgen voor de normale werking van de apparaten die erop zijn aangesloten. De berekening van de systeemparameters is eenvoudig, maar er moet rekening worden gehouden met veel nuances om fouten en problemen te voorkomen.

Bepalen van de totale capaciteit van consumenten

Een van de belangrijkste parameters van het elektrische circuit is het maximaal mogelijke vermogen van de verbruikers van elektriciteit die erop is aangesloten. Bij het berekenen van deze indicator kun je niet alleen de paspoortgegevens van de apparaten samenvatten.

Actieve en beoordeelde component

Voor elk apparaat dat op elektriciteit werkt, moet de fabrikant het actieve vermogen aangeven (P) Deze waarde bepaalt de hoeveelheid energie die door het apparaat onherroepelijk wordt omgezet en waarvoor de gebruiker op de meter betaalt.

Maar voor apparaten met condensatoren of een inductor is er een ander vermogen met een niet-nulwaarde, dat reactief wordt genoemd (Q) Ze bereikt het apparaat en keert bijna onmiddellijk terug.

De reactieve component neemt niet deel aan de berekening van de verbruikte elektriciteit, maar vormt samen met de actieve het zogenaamde "volledige" of "nominale" vermogen (S), die het circuit belast.

cos (f) is een parameter waarmee je het totaal (nominaal vermogen) van het actieve (verbruikte) kunt bepalen. Als het niet gelijk is aan eenheid, wordt dit aangegeven in de technische documentatie van het elektrische apparaat

Er moet rekening worden gehouden met de bijdrage van een afzonderlijk apparaat aan de totale belasting van de geleidende draden en de machine op basis van het volledige vermogen: S = P / cos (f).

Verhoogde startstromen

Het volgende kenmerk van sommige soorten huishoudelijke apparaten is de aanwezigheid van transformatoren, elektromotoren of compressoren. Dergelijke apparaten aan het begin van de operatie verbruiken een start (start) stroom.

De waarde kan meerdere keren hoger zijn dan de standaardindicatoren, maar de bedrijfstijd bij hoog vermogen is klein en varieert meestal van 0,1 tot 3 seconden. Een dergelijke kortstondige piek zal niet leiden tot de werking van de thermische ontlading, maar de elektromagnetische component van de stroomonderbreker, die verantwoordelijk is voor de overstroom van de kortsluiting, kan reageren.

Deze situatie is met name relevant voor huurlijnen waarop apparatuur zoals houtbewerkingsmachines zijn aangesloten. In dit geval moet u de stroomsterkte berekenen en misschien is het logisch om een ​​klasse "D" -automaat te gebruiken.

Vraagfactor

Voor circuits waarop een grote hoeveelheid apparatuur is aangesloten en er is geen apparaat dat het grootste deel van de stroom verbruikt, een vraagcoëfficiënt (ks) De betekenis van de toepassing is dat niet alle apparaten tegelijkertijd zullen werken, dus de optelling van het nominale vermogen zal leiden tot een overschatte snelheid.

De vraagcoëfficiënt voor groepen elektrische verbruikers is vastgelegd in clausule 7 van SP 256.1325800.2016. U kunt ook op deze indicatoren vertrouwen wanneer u onafhankelijk het maximale vermogen berekent

Deze coëfficiënt kan een waarde hebben die gelijk is aan of kleiner is dan één. Geschatte vermogensberekeningen (P_r) van elk apparaat gebeurt volgens de formule:

P_r = ks * S

Het totale nominale vermogen van alle apparaten wordt gebruikt om de circuitparameters te berekenen. Het gebruik van de vraagcoëfficiënt is raadzaam voor kantoren en kleine winkelpanden met een groot aantal computers, kantoorapparatuur en andere apparatuur die via één circuit wordt gevoed.

Voor lijnen met een klein aantal consumenten wordt deze coëfficiënt niet in zijn pure vorm gebruikt. Van de stroomtelling worden die apparaten verwijderd waarvan opname op hetzelfde moment als meer energieverbruikende apparaten onwaarschijnlijk is.

Zo is er bijvoorbeeld weinig kans op een eenmalige klus in een woonkamer met strijkijzer en stofzuiger. En voor werkplaatsen met een klein aantal personeelsleden wordt slechts rekening gehouden met 2-4 van de krachtigste elektrische gereedschappen.

Huidige berekening

De keuze van een automaat wordt gemaakt op basis van de maximale waarde van de stroomsterkte toegestaan ​​in het circuitgedeelte. Het is noodzakelijk om deze indicator te verkrijgen, wetende het totale vermogen van elektrische verbruikers en de spanning in het netwerk.

Volgens GOST 29322-2014 moet de spanningswaarde vanaf oktober 2015 gelijk zijn aan 230 V voor een gewoon netwerk en 400 V voor een driefasig netwerk. In de meeste gevallen zijn de oude parameters echter nog steeds geldig: respectievelijk 220 en 380 V. Daarom is het voor de nauwkeurigheid van de berekeningen noodzakelijk om metingen uit te voeren met behulp van een voltmeter.

U kunt de spanning in uw thuisnetwerk meten met een voltmeter of multimeter. Om dit te doen, steekt u gewoon zijn contacten in een stopcontact

Een ander probleem dat vooral relevant is voor eigen bedrading, is het voorzien van voeding met onvoldoende spanning. Metingen op dergelijke problematische objecten kunnen waarden weergeven die buiten het door GOST gespecificeerde bereik vallen.

Bovendien kan, afhankelijk van het elektriciteitsverbruik door buren, de spanningswaarde in korte tijd sterk variëren.

Dit levert niet alleen een probleem op voor de bediening van de apparaten, maar ook voor stroom berekenen. Wanneer de spanning daalt, verliezen sommige apparaten gewoon stroom en sommige, die een ingangsstabilisator hebben, verhogen het elektriciteitsverbruik.

Onder dergelijke omstandigheden is het moeilijk om de noodzakelijke circuitparameters kwalitatief te berekenen. Daarom moet u ofwel kabels leggen met een bekende grote doorsnede (wat duur is), of het probleem oplossen door een ingangsstabilisator te installeren of het huis op een andere lijn aan te sluiten.

De stabilisator wordt naast het schakelbord geïnstalleerd. Het komt vaak voor dat dit de enige manier is om de standaard spanningswaarden in huis te halen

Nadat het totale vermogen van elektrische apparaten was gevonden (S) en de spanningswaarde (U), berekening van de huidige sterkte (Ik) uitgevoerd volgens de formules die voortvloeien uit de wet van Ohm:

Ik_f = S / U_f voor eenfasig netwerk

Ik_l = S / (1,73 * U_l) voor driefasig netwerk

Hier is de index "f"Betekent faseparameters en"l”- lineair.

De meeste driefasige apparaten gebruiken het 'ster'-verbindingstype en het is precies volgens dit schema dat een transformator werkt die stroom produceert voor de consument. Bij een symmetrische belasting zijn de lineaire en fasekrachten identiek (Ik_l = Ik_f), en de spanning wordt berekend met de formule:

U_l = 1,73 * U_f

De nuances van het selecteren van een kabelsectie

De kwaliteit en parameters van draden en kabels worden geregeld door GOST 31996-2012. Volgens dit document worden technische specificaties ontwikkeld voor de producten, waar een bepaald bereik van waarden van basiskenmerken is toegestaan. De fabrikant moet een tabel met correspondentie van de doorsnede van de kernen en de maximale veilige stroomsterkte verstrekken.

De maximaal toelaatbare stroomsterkte is afhankelijk van de doorsnede van de draadgeleiders en de installatiemethode. Ze kunnen verborgen (in de muur) of open (in een pijp of kanaal) manier worden gelegd

Het is noodzakelijk om een ​​kabel te kiezen op een manier die de veilige stroomstroom garandeert die overeenkomt met het berekende totale vermogen van elektrische apparaten. Volgens de PUE (Electrical Installation Rules) is het minimum ontwerp dwarsdoorsnede van dradengebruikt in woningen moet minimaal 1,5 mm zijn².

Standaardmaten hebben de volgende betekenis: 1,5; 2,5; 4; 6 en 10 mm².

Soms is er een reden om draden te gebruiken met een doorsnede die een stap groter is dan het minimaal toegestane. In dit geval bestaat de mogelijkheid om extra apparaten aan te sluiten of bestaande apparaten te vervangen door krachtigere zonder kostbaar en langdurig werk aan het leggen van nieuwe kabels.

Berekening van de parameters van de machine

Voor elk circuit moet aan de volgende ongelijkheid worden voldaan:

Ik_n <= Ik_p / 1.45

Hier Ik_n - nominale stroom van de machine, en Ik_p - toegestane stroom voor bedrading. Deze regel zorgt voor gegarandeerde uitschakeling bij langdurig overschrijden van de toegestane belasting.

De ongelijkheid “In <= Ip / 1.45” is de belangrijkste voorwaarde voor het voltooien van een paar “automatische kabels”. Het niet naleven van deze regel kan brand veroorzaken.

De machineclassificatie kan worden berekend zowel door de totale belasting als door de doorsnede van de draden van de reeds aangebrachte bedrading. Stel dat er een aansluitschema is voor elektrische apparaten, maar de bedrading is nog niet gelegd.

In dit geval is de volgorde van acties als volgt:

1. Berekening van de totale stroomsterkte van elektrische apparaten die op het netwerk zijn aangesloten.
2. De keuze voor een automaat met een nominale waarde van niet minder dan de berekende waarde.
3. Selectie van kabeldoorsnede volgens de classificatie van de machine.

Een voorbeeld:

1. S = 4 kW; I = 4000/220 = 18 A;
2. Ik_n = 20 A;
3. Ik_p > = Ik_n * 1,45 = 29 A; D = 4 mm².

Als de bedrading al is gelegd, is de volgorde van acties anders:

1. Bepaling van de toelaatbare stroom met een bekend gedeelte en bedradingsmethode volgens de tabel van de fabrikant.
2. Selectie van stroomonderbreker.
3. Berekening van het vermogen van aangesloten apparaten. Manning van een groep apparaten zodat de totale belasting op het circuit lager is dan de nominale waarde.

Een voorbeeld. Laat twee eenaderige kabels open leggen, D = 6 mm²dan:

1. Ik_p = 46 A;
2. Ik_n <= Ik_p / 1,45 = 32 A;
3. S = ik_n * 220 = 7,0 kW.

In paragraaf 2 van het laatste voorbeeld is er een lichte toegestane benadering. Exacte waarde van I_n = Ik_p / 1,45 = 31,7 A afgerond op 32 A.

Kiezen tussen meerdere waarden

Soms doet zich een situatie voor waarin u meerdere machines met verschillende classificaties kunt selecteren om het circuit te beschermen. Met een totaal vermogen van elektrische apparaten van 4 kW (18 A) werd bijvoorbeeld gekozen voor een bedrading met een doorsnede van koperen geleiders van 4 mm met een marge². Voor deze combinatie zet je de schakelaars op 20 en 25 A.

Als het bedradingsschema van de elektricien uitgaat van de aanwezigheid van meerlagige bescherming, moet u de machines zo kiezen dat de waarde van de hogere classificatie (in de afbeelding rechts is 25 A) groter was dan die van de schakelaars van lagere niveaus

Het voordeel van het kiezen van de schakelaar met de hoogste beoordeling is de mogelijkheid om extra apparaten aan te sluiten zonder de circuitelementen te veranderen. Dit wordt meestal gedaan.

In het voordeel van het kiezen van een automaat met een lagere nominale waarde, is het een voordeel dat de thermische afgifte sneller zal reageren op een verhoogde stroomindicator.Het is een feit dat sommige apparaten mogelijk een storing hebben, wat zal leiden tot een hoger energieverbruik, maar niet tot een kortsluitwaarde.

Een storing van het motorlager van de wasmachine leidt bijvoorbeeld tot een sterke toename van de stroom in de wikkeling. Als de machine snel reageert op het overschrijden van de toegestane waarden en trips, zal de motor niet branden.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het ontwerp van de stroomonderbreker en de classificatie ervan. Het concept van tijdstroomkarakteristieken en de selectie van nominale kabeldoorsnede:

Berekening van het vermogen van apparaten en de keuze van de machine met behulp van de bepalingen van de PUE:

De keuze voor een stroomonderbreker moet op verantwoorde wijze worden genomen, omdat de veiligheid van het elektrische systeem thuis hiervan afhangt. Met alle vele invoerparameters en nuances van de berekening moet eraan worden herinnerd dat de belangrijkste beschermende functie van de machine zich uitstrekt tot de bedrading.

Schrijf opmerkingen, stel vragen, plaats een foto over het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok. Deel nuttige informatie die nuttig kan zijn voor sitebezoekers. Vertel ons over uw ervaring met het kiezen van stroomonderbrekers om de bedrading van uw land of huis te beschermen.